Tubuh organisma hidup boleh menjadi satu sel, sekumpulan daripada mereka atau pengumpulan besar, berjumlah berbilion-bilion struktur asas tersebut. Yang terakhir termasuk kebanyakan tumbuhan yang lebih tinggi. Kajian sel - unsur utama struktur dan fungsi organisma hidup - berkaitan dengan sitologi. Cabang biologi ini mula berkembang pesat selepas penemuan mikroskop elektron, peningkatan kromatografi dan kaedah biokimia yang lain. Pertimbangkan ciri utama, serta ciri yang membezakan sel tumbuhan daripada unit struktur terkecil struktur bakteria, kulat dan haiwan.
Pembukaan sel oleh R. Hooke
Teori unsur-unsur kecil struktur semua benda hidup telah melepasi laluan pembangunan, diukur dalam ratusan tahun. Struktur membran sel tumbuhan pertama kali dilihat dalam mikroskopnya oleh saintis British R. Hooke. Peruntukan umum hipotesis sel telah dirumuskan oleh Schleiden dan Schwann, sebelum itu penyelidik lain membuat kesimpulan yang sama.
Orang Inggeris R. Hooke memeriksa sepotong gabus oak di bawah mikroskop dan membentangkan hasilnya pada mesyuarat Royal Society di London pada 13 April 1663 (menurutsumber lain, peristiwa itu berlaku pada tahun 1665). Ternyata kulit pokok terdiri daripada sel-sel kecil, dipanggil "sel" oleh Hooke. Dinding bilik ini, membentuk corak dalam bentuk sarang lebah, saintis dianggap sebagai bahan hidup, dan rongga itu diiktiraf sebagai struktur tambahan yang tidak bernyawa. Kemudian terbukti bahawa di dalam sel tumbuhan dan haiwan ia mengandungi bahan, yang tanpanya kewujudan mereka mustahil, dan aktiviti seluruh organisma.
Teori sel
Penemuan penting R. Hooke telah dibangunkan dalam karya saintis lain yang mengkaji struktur sel haiwan dan tumbuhan. Unsur-unsur struktur yang serupa telah diperhatikan oleh saintis pada bahagian mikroskopik kulat multiselular. Didapati bahawa unit struktur organisma hidup mempunyai keupayaan untuk membahagi. Berdasarkan penyelidikan, wakil sains biologi Jerman M. Schleiden dan T. Schwann merumuskan hipotesis yang kemudiannya menjadi teori sel.
Perbandingan sel tumbuhan dan haiwan dengan bakteria, alga dan kulat membolehkan penyelidik Jerman membuat kesimpulan berikut: "ruang" yang ditemui oleh R. Hooke adalah unit struktur asas, dan proses yang berlaku di dalamnya mendasari kehidupan kebanyakan organisma di Bumi. Tambahan penting telah dibuat oleh R. Virkhov pada tahun 1855, dengan menyatakan bahawa pembahagian sel adalah satu-satunya cara untuk pembiakan mereka. Teori Schleiden-Schwann dengan pemurnian telah diterima umum dalam biologi.
Sel ialah unsur terkecil dalam struktur dan kehidupan tumbuhan
Menurut pendirian teori Schleiden dan Schwann,dunia organik adalah satu, yang membuktikan struktur mikroskopik haiwan dan tumbuhan yang serupa. Sebagai tambahan kepada dua kerajaan ini, kewujudan selular adalah ciri kulat, bakteria, dan virus tidak hadir. Pertumbuhan dan perkembangan organisma hidup dipastikan dengan kemunculan sel baru dalam proses pembahagian yang sedia ada.
Organisme multiselular bukan sekadar pengumpulan unsur struktur. Unit struktur kecil berinteraksi antara satu sama lain, membentuk tisu dan organ. Organisma bersel tunggal hidup secara berasingan, yang tidak menghalang mereka daripada mencipta koloni. Ciri utama sel:
- keupayaan untuk kewujudan bebas;
- metabolisme sendiri;
- pembiakan diri;
- pembangunan.
Dalam evolusi kehidupan, salah satu peringkat terpenting ialah pemisahan nukleus daripada sitoplasma dengan bantuan membran pelindung. Sambungan telah dipelihara, kerana struktur ini tidak boleh wujud secara berasingan. Pada masa ini, terdapat dua kerajaan super - organisma bukan nuklear dan nuklear. Kumpulan kedua dibentuk oleh tumbuhan, kulat dan haiwan, yang dikaji oleh cabang sains dan biologi yang berkaitan secara umum. Sel tumbuhan mempunyai nukleus, sitoplasma dan organel, yang akan dibincangkan di bawah.
Kepelbagaian sel tumbuhan
Pada pecahan sebiji tembikai, epal atau kentang yang masak, anda boleh melihat "sel" struktur dipenuhi cecair dengan mata kasar. Ini adalah sel parenkim janin dengan diameter sehingga 1 mm. Serat bast adalah struktur memanjang, panjangnya jauh melebihi lebarnya. Sebagai contoh,sel tumbuhan yang dipanggil kapas mencapai panjang 65 mm. Gentian kulit rami dan rami mempunyai dimensi linear 40–60 mm. Sel biasa jauh lebih kecil -20–50 µm. Unsur-unsur struktur sekecil itu hanya boleh dilihat di bawah mikroskop. Ciri-ciri unit struktur terkecil organisma tumbuhan ditunjukkan bukan sahaja dalam perbezaan bentuk dan saiz, tetapi juga dalam fungsi yang dilakukan dalam komposisi tisu.
Sel tumbuhan: ciri struktur asas
Nukleus dan sitoplasma saling berkait rapat dan berinteraksi antara satu sama lain, yang disahkan oleh penyelidikan saintis. Ini adalah bahagian utama sel eukariotik, semua unsur struktur lain bergantung padanya. Nukleus berfungsi untuk menyimpan dan menghantar maklumat genetik yang diperlukan untuk sintesis protein.
Saintis British R. Brown pada tahun 1831 mula-mula melihat badan istimewa (nukleus) dalam sel tumbuhan keluarga orkid. Ia adalah nukleus yang dikelilingi oleh sitoplasma separa cecair. Nama bahan ini bermaksud dalam terjemahan literal dari bahasa Yunani "jisim utama sel." Ia mungkin lebih cair atau likat, tetapi ia semestinya ditutup dengan membran. Cangkang luar sel terutamanya terdiri daripada selulosa, lignin, dan lilin. Satu ciri yang membezakan sel tumbuhan dan haiwan ialah kehadiran dinding selulosa yang kuat ini.
Struktur sitoplasma
Bahagian dalam sel tumbuhan dipenuhi dengan hialoplasma dengan butiran kecil terampai di dalamnya. Lebih dekat dengan cangkang, endoplasma yang dipanggil masuk ke eksoplasma yang lebih likat. Tepat sekalibahan-bahan ini, yang mana sel tumbuhan diisi, berfungsi sebagai tempat untuk aliran tindak balas biokimia dan pengangkutan sebatian, penempatan organel dan kemasukan.
Kira-kira 70-85% daripada sitoplasma adalah air, 10-20% adalah protein, komponen kimia lain - karbohidrat, lipid, sebatian mineral. Sel tumbuhan mempunyai sitoplasma, di mana, di antara produk akhir sintesis, terdapat bioregulator fungsi dan bahan simpanan (vitamin, enzim, minyak, kanji).
Teras
Perbandingan sel tumbuhan dan haiwan menunjukkan bahawa ia mempunyai struktur nukleus yang serupa, terletak di dalam sitoplasma dan menduduki sehingga 20% daripada isipadunya. Orang Inggeris R. Brown, yang mula-mula memeriksa komponen yang paling penting dan berterusan ini dari semua eukariota di bawah mikroskop, memberikannya nama dari perkataan Latin nukleus. Penampilan nukleus biasanya berkorelasi dengan bentuk dan saiz sel, tetapi kadangkala berbeza daripada mereka. Elemen mandatori struktur ialah membran, karyolymph, nukleolus dan kromatin.
Terdapat liang dalam membran yang memisahkan nukleus daripada sitoplasma. Mereka mengangkut bahan dari nukleus ke sitoplasma dan sebaliknya. Karyolymph ialah kandungan nuklear cecair atau likat dengan kawasan kromatin. Nukleolus mengandungi asid ribonukleik (RNA) yang memasuki ribosom sitoplasma untuk mengambil bahagian dalam sintesis protein. Satu lagi asid nukleik, asid deoksiribonukleik (DNA), juga terdapat dalam jumlah yang besar. DNA dan RNA pertama kali ditemui dalam sel haiwan pada tahun 1869 dan seterusnya ditemui dalam tumbuhan. Nukleus adalah pusatpengurusan” proses intrasel, tempat untuk menyimpan maklumat tentang ciri-ciri keturunan seluruh organisma.
Retikulum endoplasma (ER)
Struktur sel haiwan dan tumbuhan mempunyai persamaan yang ketara. Semestinya terdapat dalam sitoplasma adalah tubul dalaman yang dipenuhi dengan bahan asal dan komposisi yang berbeza. Jenis berbutir EPS berbeza daripada jenis agranular dengan kehadiran ribosom pada permukaan membran. Yang pertama terlibat dalam sintesis protein, yang kedua memainkan peranan dalam pembentukan karbohidrat dan lipid. Seperti yang telah ditetapkan oleh penyelidik, saluran bukan sahaja menembusi sitoplasma, ia dikaitkan dengan setiap organel sel hidup. Oleh itu, nilai EPS sangat dihargai sebagai peserta dalam metabolisme, sistem komunikasi dengan alam sekitar.
Ribosom
Struktur sel tumbuhan atau haiwan sukar dibayangkan tanpa zarah kecil ini. Ribosom sangat kecil dan hanya boleh dilihat dengan mikroskop elektron. Protein dan molekul asid ribonukleik mendominasi dalam komposisi badan, terdapat sejumlah kecil ion kalsium dan magnesium. Hampir semua RNA sel tertumpu dalam ribosom; mereka menyediakan sintesis protein dengan "mengumpul" protein daripada asid amino. Kemudian protein memasuki saluran ER dan dibawa oleh rangkaian ke seluruh sel, menembusi ke dalam nukleus.
Mitokondria
Organel sel ini dianggap sebagai stesen tenaganya, ia boleh dilihat apabila dibesarkan dalam mikroskop cahaya konvensional. Bilangan mitokondria berbeza-beza dalam julat yang sangat luas, mungkin terdapat unit atau beribu-ribu. Struktur organoid tidak begitu kompleks, ada duamembran dan matriks di dalam. Mitokondria terdiri daripada lipid protein, DNA dan RNA, bertanggungjawab untuk biosintesis ATP - asid trifosforik adenosin. Bahan sel tumbuhan atau haiwan ini dicirikan oleh kehadiran tiga fosfat. Pembelahan setiap daripada mereka menyediakan tenaga yang diperlukan untuk semua proses kehidupan dalam sel itu sendiri dan seluruh badan. Sebaliknya, penambahan sisa asid fosforik memungkinkan untuk menyimpan tenaga dan memindahkannya dalam bentuk ini ke seluruh sel.
Pertimbangkan organel sel dalam rajah di bawah dan namakan organel yang telah anda ketahui. Perhatikan vesikel besar (vakuol) dan plastid hijau (kloroplas). Kami akan bercakap tentang mereka kemudian.
kompleks Golgi
Organoid selular kompleks terdiri daripada butiran, membran dan vakuol. Kompleks ini dibuka pada tahun 1898 dan dinamakan sempena ahli biologi Itali. Ciri-ciri sel tumbuhan ialah pengedaran seragam zarah Golgi di seluruh sitoplasma. Para saintis percaya bahawa kompleks itu perlu untuk mengawal kandungan air dan bahan buangan, membuang bahan berlebihan.
Plastis
Hanya sel tisu tumbuhan yang mengandungi organel hijau. Di samping itu, terdapat plastid tidak berwarna, kuning dan oren. Struktur dan fungsinya mencerminkan jenis pemakanan tumbuhan, dan ia mampu menukar warna akibat tindak balas kimia. Jenis utama plastid:
- kromoplas oren dan kuning yang dibentuk oleh karotena dan xantofil;
- kloroplas yang mengandungi butiran klorofil -pigmen hijau;
- leucoplast ialah plastid tidak berwarna.
Struktur sel tumbuhan dikaitkan dengan tindak balas kimia sintesis bahan organik daripada karbon dioksida dan air menggunakan tenaga cahaya. Nama proses yang menakjubkan dan sangat kompleks ini ialah fotosintesis. Tindak balas dilakukan terima kasih kepada klorofil, bahan inilah yang mampu menangkap tenaga pancaran cahaya. Kehadiran pigmen hijau menerangkan warna ciri daun, batang herba, buah-buahan yang belum masak. Klorofil mempunyai struktur yang serupa dengan hemoglobin dalam darah haiwan dan manusia.
Warna merah, kuning dan oren pelbagai organ tumbuhan adalah disebabkan oleh kehadiran kromoplast dalam sel. Ia berasaskan sekumpulan besar karotenoid yang memainkan peranan penting dalam metabolisme. Leucoplasts bertanggungjawab untuk sintesis dan pengumpulan kanji. Plastid tumbuh dan membiak dalam sitoplasma, bergerak bersama-sama dengannya di sepanjang membran dalam sel tumbuhan. Ia kaya dengan enzim, ion dan sebatian aktif biologi yang lain.
Perbezaan dalam struktur mikroskopik kumpulan utama organisma hidup
Kebanyakan sel menyerupai kantung kecil yang dipenuhi dengan lendir, badan, butiran dan vesikel. Selalunya terdapat pelbagai kemasukan dalam bentuk kristal pepejal mineral, titisan minyak, bijirin kanji. Sel berada dalam hubungan rapat dalam komposisi tisu tumbuhan, kehidupan secara keseluruhan bergantung kepada aktiviti unit struktur terkecil ini yang membentuk keseluruhan.
Dengan struktur multiselular, adapengkhususan, yang dinyatakan dalam tugas fisiologi yang berbeza dan fungsi unsur struktur mikroskopik. Ia ditentukan terutamanya oleh lokasi tisu dalam daun, akar, batang atau organ generatif tumbuhan.
Mari kita serlahkan elemen utama perbandingan sel tumbuhan dengan unit struktur asas organisma hidup yang lain:
- Cangkang padat, ciri hanya untuk tumbuhan, dibentuk oleh serat (selulosa). Dalam kulat, membran terdiri daripada kitin tahan lama (protein khas).
- Sel tumbuhan dan kulat berbeza dalam warna kerana ada atau tiada plastid. Badan seperti kloroplas, kromoplast dan leukoplas hanya terdapat dalam sitoplasma tumbuhan.
- Terdapat organoid yang membezakan haiwan - ini ialah sentriol (pusat sel).
- Hanya dalam sel tumbuhan terdapat vakuol pusat besar yang diisi dengan kandungan cecair. Biasanya getah sel ini diwarnakan dengan pigmen dalam warna yang berbeza.
- Kompaun simpanan utama organisma tumbuhan ialah kanji. Cendawan dan haiwan mengumpul glikogen dalam selnya.
Di antara alga, banyak sel tunggal yang hidup bebas diketahui. Sebagai contoh, organisma bebas tersebut ialah chlamydomonas. Walaupun tumbuhan berbeza daripada haiwan dengan kehadiran dinding sel selulosa, tetapi sel kuman tidak mempunyai cangkang yang padat - ini adalah satu lagi bukti kesatuan dunia organik.
